圧電素子とは？

圧力を電圧に変換する圧電素子というものがあるそうですが、たとえば家やビルの基礎に置いておいたら建物が解体されるまでずっと発電し続けるということになるのでしょうか？

…という質問でわかる通り、私は文系でこの方面はまるでわかりません。ウィキペディアなども読んでみたのですがチンプンカンプンでした。どうぞお手柔らかに、子供に教えるように圧電素子の基本的な原理や発電の仕組みなど説明してくださるか、あるいはサイトなどご紹介いただけると幸いです。

No.1 回答者： to-fu 回答日時： 2015/06/02 20:17

＞家やビルの基礎に置いておいたら建物が解体されるまでずっと発電し続けるということになるのでしょうか？

ちがいます。
静止圧を受け続けた状態は、エネルギーを受けつづけてないので、発電し続け..はしません。

圧電素子は圧力変化を受けた時に発電します。
・100円ライターは、ボタンを押し下げて少しするとバネで跳ね返り圧電素子を叩き、この時発電します。
・実験段階のものしか知りませんが、駅の改札の通路にしかけ、人が通る際に歩く衝撃を使って発電し
何らかの装置の電力にする試みがありました。

＞子供に教えるように圧電素子の基本的な原理や発電の仕組みなど説明
どういう説明受けたって「なぜ？」を２～３回続ければ行き詰まるのだから
最終的に理解せずとも「これはこういう性質のもの」と妥協しないとダメです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。人が通る際の衝撃を利用した秋葉原の実験や、車の振動を利用して発電する橋などについては多少知っています。あれと圧電素子とが同じものかどうかは知りませんでしたが。

お礼日時：2015/06/04 17:00

No.2 回答者： mapascal 回答日時： 2015/06/02 20:17

動いてないと発電しません。

（外部からの運動エネルギーが必要）

改札機の人が通るところの床につけて発電実験しているのはまたことがあります。

小学生に説明・・・。

http://www.tdk.co.jp/techmag/knowledge/200803u/

これじゃ難しいですよね。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2015/06/02 22:40

「電圧」を発生しても、「電流」が流れなければ「電力」にはなりません。

　「発電」とは、「電力」を作り出すことです。圧電素子は、「電圧」を発生しますが、流せる電流は極めてわずかです。

　「電力」はエネルギーのひとつです。世の中には、「エネルギー保存の法則」というのがあり、「エネルギーは形態を変えても、増えたり減ったりしない」「加えた以上のエネルギーは発生しない」というものです。
　「圧電素子」に「重量の変化」「圧力の変化」を与える以上の「電気エネルギー」は発生しないということです。

　くるくると楽に回る自転車の車輪では、ライトは明るく点灯しません。ライトを明るく点灯させるには、重いペダルをこいで重い車輪を回さないといけません。昼間にライトを点灯していないときに比べて、夜ライトを点灯するとペダルが重くなりますね。自転車を前に進めるためのエネルギーに加え、ライトを点灯するために「発電」にもエネルギーが必要になるからです。

No.4 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/06/03 12:05

>圧力を電圧に変換する圧電素子というものがあるそうですが、

>たとえば家やビルの基礎に置いておいたら建物が解体されるまで
>ずっと発電し続けるということになるのでしょうか？

圧力を電圧に変換するというより、圧力によって電荷の片寄り(分極)
が起きるという方が正確でしょう。電荷を電線で外にちょびっと
取り出すと消えてしまいます。

No.5 回答者： fxq11011 回答日時： 2015/06/03 16:18

エネルギー保存の法則。

ビルを乗せた時は新たに圧力が加わりますね、そのエネルギーが電気に変換？。
乗せたままでも重力加速度はかかり続けますね。
本当に必要なのは、変化でしょうね、力が加わった状態でも釣り合った状態では発電しないのでしょう。
普通の巻き線発電機もそうですね、磁場の中に導体を置くだけではダメですね、導体を動かして磁力線を横切る、つまり磁力が変化して初めて発電します。

この回答へのお礼

ありがとうございます。ただ、変化を電気に代えるということであれば、圧電素子というより、おっしゃるような巻き線発電機を垂直に埋めて振動を与え続ければ、多少は電気が取り出せるわけで、それは「圧力」とはちょっと違うような気がした、というのがそもそもの質問の意図だったのです。

お礼日時：2015/06/04 17:06